DE69003473T2 - Roll stand with easily exchangeable roll dies. - Google Patents
Roll stand with easily exchangeable roll dies.Info
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Präzisionspilgerwalzwerke von der Art, welche aus hohlen metallischen Werkstücken Rohre herstellen.The present invention relates to precision pilger rolling mills of the type which produce tubes from hollow metallic workpieces.
Ein Pilgerwalzwerk dieser Art ist beispielsweise in den US-Patenten von Kondoh, US-A- 4,562,713 und von Duerring, US-A-4,930,328 offenbart. Derartige Walzwerke weisen typischerweise ein bewegbares Walzgerüst auf, das entlang des hohlen Werkstückes hin- und herbewegt wird. Das Walzgerüst weist ein Paar von mit Nuten versehenen Walzgesenken bzw. Walzmatrizen oder Walzstempeln auf, die einen Walzenspalt definieren, durch welchen das Werkstück hindurchgeführt wird, so daß es in radialer Richtung zusammengepreßt wird. Ein Dorn ist in dem Werkstück angeordnet, um das Innere des Werkstückes in radialer Richtung abzustützen. Das Werkstück wird zunehmend vorbewegt und gedreht, während das Walzgerüst daran entlang hin- und herbewegt wird.A pilger mill of this type is disclosed, for example, in U.S. patents to Kondoh, US-A-4,562,713 and to Duerring, US-A-4,930,328. Such mills typically include a movable rolling stand that is reciprocated along the hollow workpiece. The rolling stand includes a pair of grooved rolling dies or rolling punches that define a nip through which the workpiece is passed so that it is compressed in a radial direction. A mandrel is disposed in the workpiece to support the interior of the workpiece in a radial direction. The workpiece is progressively advanced and rotated as the rolling stand is reciprocated along it.
Die Nuten der Walzgesenke sind von zunehmend schmalerer Breite in Umfangsrichtung. Damit wird durch das Drehen der Walzgesenke das Werkstück einem immer mehr zunehmenden radialen Druck ausgesetzt, wodurch der Durchmesser des Werkstückes immer mehr reduziert wird.The grooves of the rolling dies are of increasingly narrower width in the circumferential direction. As the rolling dies rotate, the workpiece is subjected to an ever increasing radial pressure, which reduces the diameter of the workpiece more and more.
In der Praxis ist es, wenn ein Walzvorgang beendet ist, gelegentlich notwendig, die Walzgesenke zu ersetzen, beispielsweise nachdem sie verschlissen sind oder durch Walzgesenke ersetzt werden sollen, die anders bemessene Nuten haben. Bisher hat der Vorgang des Walzgesenkaustausches eine beträchtliche Zeit erfordert und war mit Schwierigkeiten verbunden. Beispielsweise muß in erheblichem Umfang eine Demontage von Teilen durchgeführt werden, während das Walzgerüst in der Anlage bzw. in dem Walzwerk verbleibt, eine Praxis, welche zu einer erheblichen Totzeit bzw. Stillstandszeit der Maschine führen kann. Es ist bekannt, das Walzgerüst von dem Walzwerk zu entfernen, jedoch erfordert dies die Bereitstellung eines Laufkranes oder dergleichen, was aufwendig und teuer ist. Auch werden konventionelle Walzgesenke auf parallelen Stahlwellen montiert, die ihrerseits in Lagern innerhalb des Walzgerüstes montiert sind. Stirnräder sind koaxial an den Wellen auf einer Seite des Walzgerüstes angebracht, so daß sie in Kämmeingriff miteinander stehen, und eine Kammwalze ist koaxial auf einer der Wellen an einer gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes angebracht. Die Kammwalze kämmt mit einem gezahnten Gestell, wodurch eine Relativbewegung zwischen dem Gestell und der Kammwalze die Drehung der letzteren bewirkt. Das Stirnrad, das koaxial an der Kammwalze bzw. der Welle befestigt ist, wird damit gedreht und bewirkt daß das andere Stirnrad sich ebenfalls dreht. Dementsprechend werden die Wellen und Walzgesenke gemeinsam miteinander gedreht. Es versteht sich, daß der Austausch der Walzgesenke das Erfordernis beinhaltet, daß die Stirnräder entfernt werden müssen, und damit die Stillstandszeit der Anlage verlängert wird.In practice, when a rolling operation is completed, it is occasionally necessary to replace the rolling dies, for example after they have worn out or are to be replaced by rolling dies having differently sized grooves. Heretofore, the process of replacing rolling dies has taken considerable time and has been fraught with difficulty. For example, considerable disassembly of parts has to be carried out while the rolling stand remains in the plant or mill, a practice which can result in considerable downtime of the machine. It is known to remove the rolling stand from the mill, but this requires the provision of an overhead crane or the like, which is cumbersome and expensive. Also, conventional rolling dies are mounted on parallel steel shafts which in turn are mounted in bearings within the rolling stand. Spur gears are mounted coaxially on the shafts on one side of the rolling stand so as to mesh with each other, and a pinion roll is mounted coaxially on one of the shafts on an opposite side of the rolling stand. The pinion roller meshes with a toothed frame, whereby a relative movement between the frame and the pinion roller causes the rotation of the latter. The spur gear, which is coaxially attached to the pinion roller or shaft, is thereby rotated and causes the other spur gear to also rotate. Accordingly, the shafts and rolling dies are rotated together. It is understood that the replacement of the rolling dies includes the requirement that the Spur gears have to be removed, thus extending the downtime of the system.
Als eine alternatlve Anordnung können die Stirnräder eliminiert werden und stattdessen können zwei Kammwalzen auf gegenüberliegenden Seiten des Walzgerüstes angeordnet werden und zwar so, daß sie mit entsprechenden Gestellen bzw. Zahnstangen kämmen. Eine solche Anordnung bringt jedoch noch mehr Schwierigkeiten beim Entfernen der Walzgesenke mit sich, da immer ein Gestell im Weg ist.As an alternative arrangement, the spur gears can be eliminated and instead two pinion rolls can be arranged on opposite sides of the rolling mill stand so that they mesh with corresponding racks or racks. However, such an arrangement causes even more difficulties in removing the rolling dies since a rack is always in the way.
Weiterhin werden die Walzgesenke typischerweise auf die Wellen durch einen Heiß- Aufschrumpfungsvorgang montiert. Um also die Walzgesenke zu ersetzen, ist es notwendig gewesen, die Einheiten aus Walzgesenk/Welle an eine Wärmebehandlungseinrichtung zu bringen.Furthermore, the rolling dies are typically mounted to the shafts by a hot shrink fit process. Thus, in order to replace the rolling dies, it has been necessary to bring the rolling die/shaft units to a heat treating facility.
Zusätzlich kompliziert die Gegenwart der Stirnräder den Vorgang des Einstellens der vertikalen Beziehung der Walzgesenke zueinander. Eine derartige Einstellung wird typischerweise in wiederholten Schritten während eines Walzvorganges vorgenommen. Das bedeutet, nachdem das Werkstück einem oder mehreren Walzhüben ausgesetzt worden ist, wird die Maschine gestoppt und eine Bedienperson mißt den Durchmesser des Werkstückes um zu bestimmen, ob die Walzgesenke in angemessener Weise voneinander beabstandet sind. Dieser Vorgang wird wiederholt durchgeführt, bevor eine Position oder endgültige Einstellung erreicht werden kann. Das Messen des Werkstückes wird an dem Walzenspaltbereich der Walzgesenke durchgeführt, was erfordert, daß die Bedienperson ein Ende des Walzgerüstes erreichen muß. Aufgrund des begrenzten Raumes in dem Gehäuse der Anlage, in welchem das Walzgerüst angeordnet ist, ist es schwierig, diesen Meßschritt durchzuführen, wobei die Schwierigkeit noch durch das Vorhandensein der Stirnräder vergrößert wird.In addition, the presence of the spur gears complicates the process of adjusting the vertical relationship of the rolling dies to one another. Such adjustment is typically made in repeated steps during a rolling operation. That is, after the workpiece has been subjected to one or more rolling strokes, the machine is stopped and an operator measures the diameter of the workpiece to determine whether the rolling dies are adequately spaced apart. This process is performed repeatedly before a position or final adjustment can be achieved. Measuring the workpiece is performed at the nip area of the rolling dies, which requires the operator to reach one end of the rolling mill. Due to the limited space in the plant housing in which the rolling mill is located, it is difficult to perform this measuring step, the difficulty being further increased by the presence of the spur gears.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Walzgerüst für ein Pilgerwalzwerk zum Vermindern des Durchmessers von länglichen, zylindrischen Werkstücken, und auf ein Pilgerwalzwerk, welches ein solches Walzgerüst aufweist. Das Walzgerüst wird montiert für eine Hin- und Herbewegung in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung. Das Walzgerüst weist obere und untere vertikal übereinanderangeordnete Lagerblöcke und einen Einstellmechanismus für die Einstellung eines vertikalen Abstandes zwischen diesen Lagerblöcken auf. Erste und zweite Lager sind in dem oberen Lagerblock montiert und dritte und vierte Lager sind in dem unteren Lagerblock montiert.The present invention relates to a rolling stand for a pilger rolling mill for reducing the diameter of elongated, cylindrical workpieces, and to a pilger rolling mill having such a rolling stand. The rolling stand is mounted for reciprocating movement in a forward/backward direction. The rolling stand has upper and lower vertically stacked bearing blocks and an adjusting mechanism for adjusting a vertical distance between these bearing blocks. First and second bearings are mounted in the upper bearing block and third and fourth bearings are mounted in the lower bearing block.
Eine obere Welle ist drehbar in den ersten und zweiten Lagern für eine Drehung um eine erste Achse montiert, welche sich von einer ersten Seite des Walzgerüstes zu einer zweiten Seite desselben senkrecht zu der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung erstreckt. Die obere Welle weist erste und zweite äußere Umfangsabschnitte auf, auf welchen die ersten bzw. zweiten Lager montiert sind. Der erste äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die erste Seite des Walzgerüstes und der zweite äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die zweite, Seite des Walzgerüstes. Eine untere Welle ist drehbar in den dritten und vierten Lagern montiert für eine Drehung um eine untere Achse, welche sich parallel zu der oberen Achse erstreckt. Die untere Welle weist dritte und vierte äußere Umfangsabschnitte auf, auf welchen die dritten bzw. vierten Lager montiert sind. Der dritte äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die erste Seite des Walzgerüstes und der vierte äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die zweite Seite desselben. Obere und untere Walzgesenke sind auf fünften und sechsten äußeren Umfangsabschnitten der oberen bzw. unteren Wellen für eine Drehung mit diesen bzw. drehbar mit diesen montiert. Die fünften und sechsten Umfangsabschnitte verlaufen verjüngt in Richtung auf die erste Seite des Walzgerüstes. Jedes der Walzgesenke weist auf ihrem äußeren Umfang eine Nut auf. Die Walzgesenke sind so angeordnet, daß die Nuten in vertikaler Richtung übereinanderliegen, um einen Spaltbereich dazwischen für das Zusammendrücken eines Werkstückes zu definieren. Eine obere, konisch bzw. verjüngt zulaufende Hülse ist fest radial zwischen einem inneren Umfangsabschnitt der oberen Walzgesenk und dem fünften äußeren Umfangsabschnitt montiert. Eine untere, sich verjüngende Hülse ist fest in radialer Richtung zwischen einem inneren Umfangsabschnitt der unteren Walzgesenk und dem sechsten äußeren Umfangsabschnitt montiert. Obere und untere angetriebene Zahnräder sind koaxial mit den oberen bzw. unteren Wellen auf der zweiten Seite des Walzgerüstes verbunden, wobei die angetriebenen Zahnräder miteinander in Kämmeingriff stehen. Ein Antriebszahnrad ist auf der zweiten Seite des Walzgerüstes angeordnet und ist koaxial mit einem der angetriebenen Zahnräder verbunden. Ein stationäres Gerüst bzw. Gestell erstreckt sich in Richtung von vorn nach hinten und steht in Kämmeingriff mit dem Antriebszahnrad. Das Walzgerüst wird in Vorwärts/Rückwärtsrichtung relativ zu dem Gestell bzw. Gerüst hin- und herbewegt, wodurch das Antriebszahnrad gedreht wird, um das eine angetriebene Zahnrad zu drehen, welches seinerseits das andere angetriebene Zahnrad antreibt, um die Wellen und die Walzgesenke zu drehen. Das Werkstück wird durch den Spaltenbereich vorgeschoben, während das Walzgerüst hin- und herbewegt wird, wodurch der Durchmesser des Werkstückes reduziert wird.An upper shaft is rotatably mounted in the first and second bearings for rotation about a first axis extending from a first side of the rolling mill to a second side thereof perpendicular to the forward/backward direction. The upper shaft has first and second outer peripheral portions on which the first and second bearings are mounted, respectively. The first outer peripheral portion tapers toward the first side of the rolling mill and the second outer peripheral portion tapers toward the second side of the rolling mill. A lower shaft is rotatably mounted in the third and fourth Bearings mounted for rotation about a lower axis extending parallel to the upper axis. The lower shaft has third and fourth outer peripheral portions on which the third and fourth bearings are mounted, respectively. The third outer peripheral portion tapers toward the first side of the rolling stand and the fourth outer peripheral portion tapers toward the second side thereof. Upper and lower rolling dies are mounted on fifth and sixth outer peripheral portions of the upper and lower shafts, respectively, for rotation therewith. The fifth and sixth peripheral portions taper toward the first side of the rolling stand. Each of the rolling dies has a groove on its outer circumference. The rolling dies are arranged such that the grooves are vertically superimposed to define a gap region therebetween for compressing a workpiece. An upper tapered sleeve is fixedly mounted radially between an inner peripheral portion of the upper rolling die and the fifth outer peripheral portion. A lower tapered sleeve is fixedly mounted radially between an inner peripheral portion of the lower rolling die and the sixth outer peripheral portion. Upper and lower driven gears are coaxially connected to the upper and lower shafts on the second side of the rolling stand, respectively, with the driven gears being in meshing engagement with each other. A drive gear is disposed on the second side of the rolling stand and is coaxially connected to one of the driven gears. A stationary stand extends in the front-to-back direction and is in meshing engagement with the drive gear. The rolling mill is reciprocated in a forward/backward direction relative to the frame, rotating the drive gear to rotate one driven gear, which in turn drives the other driven gear to rotate the shafts and the rolling dies. The workpiece is advanced through the gap area as the rolling mill is reciprocated, reducing the diameter of the workpiece.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Walzgerüst/Schlittenanordnung, wobei das Walzgerüst in horizontaler Richtung von dem Schlitten gleiten kann, um zu ermöglichen, daß ein neues Walzgerüst installiert wird. Ein mit Zähnen versehenes Gestell bzw eine Zahnstange, welche(s) in Antriebseingriff mit einem Antriebszahnrad des Walzgerüstes steht, ist mit einer Einrichtung zum Verschieben des Gerüstes bzw. Gestells nach oben versehen, um das Entfernen des Walzgerüstes zu erleichtern.The invention also relates to a rolling mill/slide assembly, whereby the rolling mill can slide horizontally from the slide to allow a new rolling mill to be installed. A toothed rack, which is in driving engagement with a drive gear of the rolling mill, is provided with means for displacing the rack upwards to facilitate removal of the rolling mill.
Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen offensichtlich werden, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen und von denen:The objects and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of a preferred embodiment taken in conjunction with the accompanying drawings in which like reference numerals designate like elements and in which:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Pilgerwalzwerkes ist, das ein Walzgerüst gemäß der vorliegenden Erfindung enthält,Figure 1 is a schematic side view of a pilger mill comprising a rolling stand according to the present invention,
Figur 2 eine schematische vertikale Schnittansicht durch die Walzgesenke des Walzgerüstes ist, während ein Werkstück durch diese reduziert wird,Figure 2 is a schematic vertical sectional view through the rolling dies of the rolling stand while a workpiece is being reduced by them,
Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht einer ein Werkstück reduzierenden bzw. verjüngenden Nut einer Walzgesenk,Figure 3 is a schematic side view of a workpiece reducing or tapering groove of a rolling die,
Figur 4 eine vordere Draufsicht auf ein Walzgerüst gemäß der vorliegenden Erfindung ist,Figure 4 is a front plan view of a rolling mill according to the present invention,
Figur 5 eine Draufsicht auf das Walzgerüst von oben ist,Figure 5 is a plan view of the rolling mill from above,
Figur 6 eine Seitenansicht einer Seite 10 des Walzgerüstes ist, wobei ein Teil desselben weggebrochen ist,Figure 6 is a side view of a side 10 of the rolling stand, with a part thereof broken away,
Figur 7 eine Seitenansicht der gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes ist,Figure 7 is a side view of the opposite side of the rolling stand,
Figur 8 eine vertikale Schnittansicht ist, mit einem Schnitt durch das Walzgerüst entlang der Linie 8-8 in Figur 6,Figure 8 is a vertical sectional view, with a section through the rolling stand taken along the line 8-8 in Figure 6,
Figur 9 eine vergrößerte Schnittansicht eines Einstellmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist,Figure 9 is an enlarged sectional view of an adjustment mechanism according to the present invention,
Figur 10 eine bruchstückhafte Ansicht ist, teilweise im Schnitt, und zwar von einem Verbindungsbolzen und dem zugehörigen Abstandshalter, mit einem Schnitt entlang der Linie 10- 10 in Figur 6, undFigure 10 is a fragmentary view, partly in section, of a connecting bolt and associated spacer, taken along line 10-10 in Figure 6, and
Figur 11 eine Seitenansicht eines mit Zähnen versehenen Gestells für den Antrieb eines Antriebszähnrades eines Walzgerüstes ist.Figure 11 is a side view of a toothed frame for driving a drive gear of a rolling mill.
Es wird jetzt auf Figur 1 Bezug genommen, in welcher ein Pilgerwalzwerk schematisch wiedergegeben ist, welches ein stationäres Grundteil 4 aufweist, sowie ein konventionelles, bewegbares Spannfutter 6, in welchem ein zylindrischer Dorn 17 fest eingeklemmt ist. Der Dorn ist in einem Werkstück 18 angeordnet und hat einen gleichmäßigen äußeren Durchmesser, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Werkstückes. Das rechte Ende des Werkstückes 18 ist in einem Formbereich 33 angeordnet, in welchem es einem Formvorgang ausgesetzt ist, der durch ein Paar von Walzstempeln (Walzmatrizen) bzw. Walzgesenken 11 und 12 eines bewegbaren Walzgerüstes 9 durchgeführt wird. Das Walzgerüst 9 ist an einem konventionellen Schlitten oder Sattel 9A befestigt, der seinerseits für die Hin- und Herbewegung entlang einer (nicht dargestellten) Schiene geführt wird. Der Sattel bzw. Schlitten wird durch einen Kurbelarmaufbau 7 hin- und herbewegt, so daß der Formungsbereich 33 sich bezüglich des Werkstückes in axialer Richtung hin- und herbewegt.Reference is now made to Figure 1, which schematically shows a pilger mill comprising a stationary base 4 and a conventional movable chuck 6 in which a cylindrical mandrel 17 is firmly clamped. The mandrel is located in a workpiece 18 and has a uniform outer diameter which is only slightly smaller than the inner diameter of the workpiece. The right-hand end of the workpiece 18 is located in a forming area 33 in which it is subjected to a forming operation carried out by a pair of rolling dies 11 and 12 of a movable rolling stand 9. The rolling stand 9 is attached to a conventional carriage or saddle 9A which in turn is guided for reciprocating movement along a rail (not shown). The saddle or carriage is moved back and forth by a crank arm structure 7 so that the forming area 33 moves back and forth in the axial direction with respect to the workpiece.
Während des Formungsvorganges wird das Werkstück schrittweise in den Formungsbereich vorbewegt durch einen Schraubgewindeaufbau, der eine Gewindewelle 22 hat, die sich durch einen Stützbock 26 für das Spannfutter 6 erstreckt. Während jedes Bewegungsschrittes des Werkstückes und der Dorn wird das Werkstück um eine vorbestimmte Anzahl von Graden um seine Achse gedreht. Das Drehen kann entweder an dem bewegbaren Spannfutter 6 oder an anderer Stelle durchgeführt werden, wie aus der folgenden Erläuterung deutlich werden wird.During the forming process, the workpiece is progressively advanced into the forming area by a screw thread assembly having a threaded shaft 22 extending through a support block 26 for the chuck 6. During each step of movement of the workpiece and the mandrel, the workpiece is rotated a predetermined number of degrees by its axis is rotated. The turning can be carried out either on the movable chuck 6 or elsewhere, as will become clear from the following explanation.
Es wird jetzt auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, wo die Walzgesenke 11 und 12 auf oberen und unteren Wellen 13 bzw. 14 montiert sind und Nuten G, G' haben (siehe Figur 3). Die Wellen drehen sich um obere und untere parallele, horizontale Achsen UA und LA. Jede Nut weist einen primären Formungsabschnitt 30, einen Endbearbeitungsabschnitt 31 und einen Verweilabschnitt bzw einen Abschnitt 32 mit konstantem Durchmesser auf. Die Oberflächen der Abschnitte 30 und 31 jeder der Nuten haben in etwa halbkreisförmige Querschnitte, wobei die Achsen derselben konzentrisch zur Achse des Dorns und des Werkstückes verlaufen, wenn die betreffenden Abschnitte der Nut in dem Formungsbereich 33 zusammenliegen bzw. einander gegenüberliegen. Die umlaufenden Kanten 35 der Walzgesenke konvergieren während der Drehung, um dazwischen einen Preßbereich oder Spaltbereich zu bilden, in welchem das Werkstück zusammengedrückt wird. Der Bogen des Verweilabschnittes 32 bezüglich der Walze liegt üblicherweise in der Größenordnung von 60 bis 1200. Der primäre Formungsabschnitt 30 ist üblicherweise länger als der Endbearbeitungsabschnitt 31 und der Verweilabschnitt bzw. konzentrische Abschnitt erstreckt sich über den verbleibenden Umfang des Walzgesenkes.Referring now to Figures 2 and 3, the rolling dies 11 and 12 are mounted on upper and lower shafts 13 and 14 respectively and have grooves G, G' (see Figure 3). The shafts rotate about upper and lower parallel horizontal axes UA and LA. Each groove has a primary forming section 30, a finishing section 31 and a dwell section or constant diameter section 32. The surfaces of sections 30 and 31 of each of the grooves have approximately semicircular cross-sections, the axes of which are concentric with the axis of the mandrel and the workpiece when the respective sections of the groove are contiguous or opposed to one another in the forming region 33. The peripheral edges 35 of the rolling dies converge during rotation to form a pressing region or nip region therebetween in which the workpiece is compressed. The arc of the dwell section 32 with respect to the roll is typically on the order of 60 to 1200. The primary forming section 30 is typically longer than the finishing section 31 and the dwell section or concentric section extends over the remaining circumference of the rolling die.
Während des Betriebs bewegt sich das Walzgerüst nach rechts und links von der in Figur 1 dargestellten Position aus und bewegt sich tatsächlich in einem primären, das Rohr formenden Bewegungshub nach rechts. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Bereiche 30 der Nut mit dem Werkstück in Eingriff, wobei das Walzgesenk 11 sich im Uhrzeigersinn und das Walzgesenk 12 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht mit Hilfe von Einrichtungen, die noch genauer im folgenden beschrieben werden. Die Bewegung des Walzgerüstes relativ zur Drehung der Walzgesenke ist derart, daß die Endbearbeitungsabschnitte 31 der Nuten an ihren an die konzentrischen Abschnitte 32 angrenzenden Enden zusammenliegen, wenn das Walzgerüst und die Walzgesenke sich in ihrer äußersten rechten Position befinden. Die Bewegung wird dann gleichzeitig umgekehrt, so daß die Walzgesenke damit beginnen, sich in ihre jeweiligen entgegengesetzten Richtungen zu drehen, während gleichzeitig das Walzgerüst damit beginnt, die Walzgesenke nach links zu bewegen. Ein Teil der oder auch die gesamte Reduzierung wird normalerweise bei dem Vorwärtshub von links nach rechts durchgeführt. In Abhängigkeit von der Bewegung des Werkstückes, wenn die Walzgesenke über das Werkstück hinwegrollen, kann ein Teil der oder die gesamte Verformungsarbeit während des Umkehrhubes von rechts nach links vorgenommen werden.During operation, the mill moves right and left from the position shown in Figure 1 and actually moves to the right in a primary tube forming stroke of motion. At this time, the groove portions 30 are engaged with the workpiece, the rolling die 11 rotating clockwise and the rolling die 12 rotating anti-clockwise by means to be described in more detail hereinafter. The movement of the mill relative to the rotation of the rolling dies is such that the finishing portions 31 of the grooves lie together at their ends adjacent the concentric portions 32 when the mill and rolling dies are in their rightmost positions. The movement is then simultaneously reversed so that the rolling dies begin to rotate in their respective opposite directions at the same time that the mill begins to move the rolling dies to the left. Some or all of the reduction is normally accomplished on the forward stroke from left to right. Depending on the movement of the workpiece as the rolling dies roll over the workpiece, some or all of the deformation work may be accomplished on the reverse stroke from right to left.
Wenn das Walzgerüst ihre äußerste linke Position erreicht, haben sich die Walzgesenke so gedreht, daß die konzentrischen Abschnitte 32 der Nut zusammenliegen, d.h. wenn überhaupt, so wird nur wenig Druck auf das Werkstück ausgeübt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Drehen der Schraubenwelle 22 eine Vorschubschrittbewegung hervorgerufen, um das Werkstück und den Dorn einen Schritt nach rechts vorzubewegen. Gleichzeitig dreht das Spannfutter 6 üblicherweise das Werkstück um eine vorbestimmte Anzahl von Graden, wie oben erwähnt. Die Walzgerüstbewegung wird dann umgekehrt, wobei die vorderen Enden der Abschnitte 30 der Nuten (welche unten in Figur 3 dargestellt sind) sich auf dem Werkstück bewegen und mit dem Abschnitt des Werkstückes in Eingriff treten, das durch den letzten Schrittvorschub in den Bereich der Walzgesenke bewegt worden ist. Dies ruft den das Rohr bildenden Schritt hervor, wobei das Metall in axialer Richtung über den Dorn hinweg fließt. Im Ergebnis entsteht eine Zunahme der Rohrlänge, die sich am freien Ende des Werkstückes zeigt, d.h. an dem in Figur 1 rechts dargestellten Ende. Für eine genauere Erläuterung des oben beschriebenen Vorganges wird auf die US-A-4,930,328 Bezug genommen.When the rolling stand reaches its extreme left position, the rolling dies have rotated so that the concentric sections 32 of the groove lie together, ie little, if any, pressure is exerted on the workpiece. At this point, a feed step motion is induced by rotating the screw shaft 22 to advance the workpiece and mandrel one step to the right. At the same time, the chuck 6 usually rotates the workpiece by a predetermined number of degrees as mentioned above. The mill motion is then reversed with the leading ends of the groove portions 30 (shown at the bottom of Figure 3) moving on the workpiece and engaging the portion of the workpiece moved into the area of the rolling dies by the last step feed. This causes the tube forming step with the metal flowing axially over the mandrel. The result is an increase in tube length which is evident at the free end of the workpiece, that is, the end shown on the right in Figure 1. For a more detailed explanation of the process described above, reference is made to US-A-4,930,328.
Das Walzgerüst 9 gemäß der vorliegenden Erfindung weist vier Lagerblöcke auf, nämlich rechte und linke obere Lagerblöcke 112, 114 und rechte und linke untere Lagerblöcke 116,118. Ein oberer Aufbau 119, welcher aus den oberen Lagerblöcken 112, 114 besteht, wird durch zwei konventionelle, horizontale Kopplungsbolzen 120A zusammengehalten und ein unterer Aufbau 119', der aus den unteren Lagerblöcken 116, 118 besteht, wird durch zwei konventionelle, horizontale Kopplungsbolzen 120B zusammengehalten. Ein Abstandshalter 121 (Figur 10) ist auf jedem der Kopplungsbolzen montiert, um die zugehörigen Blöcke voneinander entfernt zu halten. Wie im folgenden beschrieben wird, ist der obere Aufbau 119 an dem unteren Aufbau 119' durch vier konventionelle vertikale Zugbolzen oder Spannbolzen 122 befestigt, von denen zwei die rechten oberen und unteren Lagerblöcke 112, 116 und die anderen beiden die linken oberen und unteren Lagerblöcke 114, 118 miteinander verbinden.The rolling mill 9 according to the present invention comprises four bearing blocks, namely right and left upper bearing blocks 112, 114 and right and left lower bearing blocks 116, 118. An upper structure 119 consisting of the upper bearing blocks 112, 114 is held together by two conventional horizontal coupling bolts 120A and a lower structure 119' consisting of the lower bearing blocks 116, 118 is held together by two conventional horizontal coupling bolts 120B. A spacer 121 (Figure 10) is mounted on each of the coupling bolts to keep the associated blocks apart from each other. As will be described below, the upper assembly 119 is secured to the lower assembly 119' by four conventional vertical tie bolts or tension bolts 122, two of which interconnect the right upper and lower bearing blocks 112, 116 and the other two of which interconnect the left upper and lower bearing blocks 114, 118.
Jeder der Zugbolzen 122 verläuft durch den entsprechenden oberen Lagerblock 112, 114 und ist in Gewindeeingriff in dem jeweiligen unteren Lagerblock 116, 118 aufgenommen. Ein oberes Ende jedes Zugbolzens 122 ist von einem Scherungsstempel 124, einer Scherungsscheibe 126 und einem Scherungsring 128 (Figur 6) umgeben, welche allesamt von konventioneller Gestaltung sind. Eine Gewindemutter 130 steht in Schraubverbindung mit dem oberen Ende jedes Zugbolzens 122. Für den Fall, daß der obere Aufbau 119 durch eine übermäßige Kraft nach oben gedrückt wird, z.B. durch die Gegenwart eines unzulässig großen Werkstückes in dem Spaltenbereich des Walzgerüstes, so schert der Scherstempel 124 die Scherungsscheibe 126 ab und tritt in vertikaler Richtung in eine Aussparung 129 ein, die in dem Scherungsring 128 ausgebildet ist, und vermeidet dadurch ein Überdehnen des Zugbolzens 122.Each of the tension bolts 122 passes through the corresponding upper bearing block 112, 114 and is threadably received in the corresponding lower bearing block 116, 118. An upper end of each tension bolt 122 is surrounded by a shearing punch 124, a shearing disk 126 and a shearing ring 128 (Figure 6), all of which are of conventional design. A threaded nut 130 is threadably connected to the upper end of each draw bolt 122. In the event that the upper structure 119 is pushed upward by an excessive force, e.g. by the presence of an excessively large workpiece in the gap area of the roll stand, the shearing punch 124 shears the shear disk 126 and enters vertically into a recess 129 formed in the shear ring 128, thereby avoiding over-extension of the draw bolt 122.
In jedem der Lagerblöcke 112, 114, 116, 118 liegt ein konventionelles Wälzlager 140, 140A, 140', 140A' (Figur 8). Es wird jetzt z.B. auf den rechten oberen Lagerblock 112 Bezug genommen, wo das radial äußere Ende des Wälzlagers 140 sandwichartig zwischen konventionellen axial äußeren und inneren Einstellringen 142, 144 aufgenommen ist, die mit dem Lagerblock 112 auf gegenüberliegenden Seiten des Wälzlagers 114 verschraubt bzw. durch Verschrauben gesichert sind. Ein Paar von konventionellen äußeren und inneren Verriegelungsplatten 146, 148 (Figuren 7, 8) sind auf dem Lagerblock 112 mit Hilfe von Kopfschrauben 150 montiert, welche durch einen Schlitz 152 der jeweiligen Verriegelungsplatte hindurchtreten. Jede Verriegelungsplatte 146, 148 trägt einen Verriegelungsansatz bzw. eine Verriegelungsnase 154, die so ausgelegt ist, daß sie in einer der Mehrzahl von Aussparungen 156 im äußeren Umfang des Einstellringes aufnehmbar ist. Auf diese übliche Weise wird das sich Lösen der Einstellringe 142, 144 verhindert, sobald sie in Kontakt mit dem Lagerblock 112 festgezogen worden sind.Each of the bearing blocks 112, 114, 116, 118 houses a conventional roller bearing 140, 140A, 140', 140A' (Figure 8). Referring now, for example, to the upper right bearing block 112, the radially outer end of the roller bearing 140 is sandwiched between conventional axially outer and inner adjusting rings 142, 144 which are bolted or secured to the bearing block 112 on opposite sides of the roller bearing 114. A pair of conventional outer and inner locking plates 146, 148 (Figures 7, 8) are mounted on the bearing block 112 by means of cap screws 150 which pass through a slot 152 of the respective locking plate. Each locking plate 146, 148 carries a locking lug 154 which is adapted to be received in one of the plurality of recesses 156 in the outer periphery of the adjustment ring. In this conventional manner, the adjustment rings 142, 144 are prevented from loosening once they have been tightened into contact with the bearing block 112.
In dem Wälzlager 140 ist die obere Welle 13 drehbar montiert, welche sich um eine obere Längsachse UA dreht. Ein radial inneres Ende des Lagers 140 ist sandwichartig zwischen den Einstellringen 142, 144 ebenso wie zwischen einem Paar von axial inneren und äußeren Haltehülsen 162, 164 aufgenommen. Diese Haltehülsen sitzen auf dem äußeren Umfang der oberen Welle 13 und liegen an den axialen Enden des Lagers 140 an. Die äußere Haltehülse 164 ist in axialer Richtung mit Hilfe einer Endplatte 126 gesichert, welche mit einem Bolzen 165 an einem axialen Ende der Welle befestigt ist und welche in radialer Richtung die äußere Haltehülse überlappt.The rolling bearing 140 rotatably mounts the upper shaft 13, which rotates about an upper longitudinal axis UA. A radially inner end of the bearing 140 is sandwiched between the adjusting rings 142, 144 as well as between a pair of axially inner and outer retaining sleeves 162, 164. These retaining sleeves sit on the outer circumference of the upper shaft 13 and abut the axial ends of the bearing 140. The outer retaining sleeve 164 is secured in the axial direction by means of an end plate 126 which is fastened to an axial end of the shaft by a bolt 165 and which radially overlaps the outer retaining sleeve.
Ein Paar von axial äußeren und inneren Öldichtungen 168 ist in radialer Richtung zwischen den Einstellringen und den Haltehülsen neben gegenüberliegenden axialen Enden des Wälzlagers bzw. Kugellagers 140 befestigt bzw. gesichert.A pair of axially outer and inner oil seals 168 are secured radially between the adjusting rings and the retaining sleeves adjacent opposite axial ends of the rolling bearing or ball bearing 140.
Der äußere Haltering 164 ist auf einem zylindrischen Abschnitt a des äußeren Umfanges der oberen Welle 13 montiert. Das Lager 140 ist auf einem in konventioneller Weise verjüngten bzw. konischen Abschnitt b dieses äußeren Umfanges montiert, wobei der Abschnitt b verjüngt in Richtung auf den Abschnitt a zuläuft, um die Abnahme des Lagers von der Welle zu erleichtern. Der innere Haltering 162 ist auf einem zylindrischen Abschnitt c der Welle montiert.The outer retaining ring 164 is mounted on a cylindrical portion a of the outer periphery of the upper shaft 13. The bearing 140 is mounted on a conventionally tapered portion b of this outer periphery, the portion b tapering toward the portion a to facilitate removal of the bearing from the shaft. The inner retaining ring 162 is mounted on a cylindrical portion c of the shaft.
An einem gegenüberliegenden axialen Ende der oberen Welle 13 befindet sich der Lagerblock 114. An einem axial inneren Ende des Blockes 114 ist mit Hilfe von Bolzen 172 ein Haltering 174 gesichert. Koaxial innerhalb des Blockes 114 befindet sich ein Wälzlager bzw. Rollenlager 140A, dessen radial äußeres Ende sandwichartig zwischen einer radialen Schulter 178 des Halteringes 174 und einer radialen Schulter 180 des Blockes 114 in üblicher Weise aufgenommen bzw. gehalten wird.At an opposite axial end of the upper shaft 13 is the bearing block 114. At an axially inner end of the block 114 a retaining ring 174 is secured by means of bolts 172. Coaxially within the block 114 is a rolling bearing or roller bearing 140A, the radially outer end of which is sandwiched or held between a radial shoulder 178 of the retaining ring 174 and a radial shoulder 180 of the block 114 in the usual manner.
Ein radial inneres Ende des Rollenlagers 140A ist in axialer Richtung sandwichartig zwischen axial äußeren und inneren Haltehülsen 182, 184 aufgenommen, welche auf dem äußeren Umfang der oberen Welle 13 sitzen. Öldichtungen 168 sind in radialer Richtung sandwichartig zwischen der äußeren Haltehülse 182 und dem Block 114 und zwischen der inneren Haltehülse 184 und dem Haltering 174 aufgenommen. Die Öldichtungen liegen neben gegenüberliegenden axialen Enden des Rollenlagers 140A.A radially inner end of the roller bearing 140A is axially sandwiched between axially outer and inner retaining sleeves 182, 184 which are mounted on the outer periphery of the upper shaft 13. Oil seals 168 are radially sandwiched between the outer retaining sleeve 182 and the block 114 and between the inner retaining sleeve 184 and the retaining ring 174. The oil seals are adjacent to opposite axial ends of the roller bearing 140A.
An einem Ende der oberen Welle 13 ist ein Stirnrad 190 angebracht. Das Stirnrad wird in axialer Richtung gehalten durch eine Endplatte 192, die über Bolzen an der oberen Welle 113 befestigt ist, um das Zahnrad 190 gegen die äußere Haltehülse 182 zu drücken, die ihrerseits das Rollenlager bzw. Wälzlager 140A gegen die innere Haltehülse 184 drückt. Letztere wird gegen eine radiale Schulter 194 der oberen Welle 13 gedrückt. Die Schulter 194 wird definiert bzw. festgelegt durch einen Kragen 196 der oberen Welle. Ein Zahnradkeil bzw. eine Zahnradfeder 197 ist in einer Aussparung der oberen Welle eingesetzt und greift in eine Aussparung in dem Stirnrad 190 ein, um eine feste Antriebsbeziehung zwischen diesen herzustellen.A spur gear 190 is mounted on one end of the upper shaft 13. The spur gear is held in the axial direction by an end plate 192 which is bolted to the upper shaft 113 to press the gear 190 against the outer retaining sleeve 182 which in turn Roller bearing 140A presses against the inner retaining sleeve 184. The latter is pressed against a radial shoulder 194 of the upper shaft 13. The shoulder 194 is defined by a collar 196 of the upper shaft. A gear key 197 is inserted into a recess in the upper shaft and engages a recess in the spur gear 190 to establish a fixed driving relationship between them.
Die inneren und äußeren Haltehülsen 184, 182 sind auf zylindrischen Abschnitten e bzw. g der oberen Welle 13 montiert. Das Lager 140A ist auf einem verjüngten Abschnitt f der oberen Welle 13 montiert, wobei der Abschnitt f verjüngt bzw. konisch in Richtung auf den Abschnitt g zuläuft, um das Abnehmen des Lagers 140A zu erleichtern, wie es üblich ist. Das Stirnrad 190 ist auf einem sich verjüngenden Abschnitt h der Welle 13 montiert, um die Abnahme des Stirnrades zu erleichtern.The inner and outer retaining sleeves 184, 182 are mounted on cylindrical sections e and g of the upper shaft 13, respectively. The bearing 140A is mounted on a tapered section f of the upper shaft 13, the section f tapering toward the section g to facilitate removal of the bearing 140A, as is conventional. The spur gear 190 is mounted on a tapered section h of the shaft 13 to facilitate removal of the spur gear.
Auf der oberen Welle 13 axial zwischen den rechten und linken oberen Blöcken 112, 114 ist das obere Walzgesenk 11 montiert. Das obere Walzgesenk enthält die Nut G, die Primärformungs-, Endbearbeitungs- und konzentrische Verweilabschnitte 30, 31, 32 definiert, wie zuvor bereits mit Bezug auf Figur 3 beschrieben.Mounted on the upper shaft 13 axially between the right and left upper blocks 112, 114 is the upper rolling die 11. The upper rolling die includes the groove G which defines primary forming, finishing and concentric dwell sections 30, 31, 32 as previously described with reference to Figure 3.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das obere Walzgesenk 11 auf einem sich verjüngenden Abschnitt d der oberen Welle 13 montiert. Dieser Abschnitt d verläuft verjüngt in Richtung auf den Abschnitt c. Eine verjüngte bzw. konische Keilhülse 202 sitzt keilartig in radialer Richtung zwischen dem Innendurchmesser des Walzgesenkes 11 und dem sich verjüngenden Abschnitt d. Die Keilhülse hat eine Konizität, welche der des Abschnittes d entspricht, um jegliches radiales Spiel des Walzgesenkes 11 zu beseitigen. Die Keilhülse 202 weist einen Kopfabschnitt 204 auf, der in axialer Richtung sandwichartig zwischen einem axialen Ende des Walzgesenkes 11 und der inneren Haltehülse 162 aufgenommen ist. Das gegenüberliegende axiale Ende des Walzgesenkes 11 liegt an einer radialen Schulter 206 an, die durch den Wellenkragen 196 definiert wird.According to the present invention, the upper rolling die 11 is mounted on a tapered portion d of the upper shaft 13. This portion d tapers towards the portion c. A tapered wedge sleeve 202 is radially wedged between the inner diameter of the rolling die 11 and the tapered portion d. The wedge sleeve has a taper corresponding to that of the portion d to eliminate any radial play of the rolling die 11. The wedge sleeve 202 has a head portion 204 which is axially sandwiched between an axial end of the rolling die 11 and the inner retaining sleeve 162. The opposite axial end of the rolling die 11 abuts a radial shoulder 206 defined by the shaft collar 196.
Ein oberer Antriebskeil 208 ist in einer Nut aufgenommen, die in dem äußeren Umfang des Kragens ausgebildet ist. Eine ringförmige Lippe 210 der inneren Haltehülse 184 überdeckt in radialer Richtung die Nut, um in radialer Richtung lose den Keil 208 darin zu halten. Der Keil bzw. die Feder 208 ist in einer Aussparung aufgenommen, die in einer axialen Stirnwand bzw. Endwand des Walzgesenkes 11 ausgebildet ist, um Drehantriebskräfte darauf von der oberen Welle 13 zu übertragen.An upper drive key 208 is received in a groove formed in the outer periphery of the collar. An annular lip 210 of the inner retaining sleeve 184 radially overlies the groove to loosely retain the key 208 radially therein. The key 208 is received in a recess formed in an axial end wall of the rolling die 11 to transmit rotary drive forces thereto from the upper shaft 13.
Durch Montieren des Walzgesenkes 11 auf einem sich verjüngenden bzw. konisch verjüngenden Abschnitt der Welle 13 mit Hilfe einer Keilhülse wird die Abnahme und Installation des Walzgesenkes 11 im Vergleich zu der Praxis des Heißaufschrumpfens des Walzgesenkes auf die Welle nach dem Stand der Technik erleichtert.By mounting the rolling die 11 on a tapered or conically tapered portion of the shaft 13 by means of a splined sleeve, the removal and installation of the rolling die 11 is facilitated compared to the prior art practice of hot-shrinking the rolling die onto the shaft.
Der obere Aufbau 119, der aus den oben beschriebenen Komponenten besteht, welche durch obere Kopplungs- bzw. Verbindungsbolzen 120A befestigt bzw. gesichert sind, ist auf dem unteren Aufbau 119', der durch untere Verbindungsbolzen 120B gesichert ist, montiert. Der untere Aufbau weist Komponenten auf, die ähnlich denen sich, die schon in Verbindung mit dem oberen Aufbau beschrieben worden sind und die in der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Striches gekennzeichnet sind. Das Walzgesenk 12 des unteren Aufbaus ist auf einem konisch verjüngten Abschnitt d' der unteren Welle 14 mit Hilfe einer Keilhülse 202' montiert, um das Abnehmen des Walzgesenkes 12 auf dieselbe Art und Weise wie bie dem Walzgesenk 11 zu erleichtern.The upper structure 119, which consists of the components described above, which secured by upper coupling bolts 120A, is mounted on the lower assembly 119' which is secured by lower coupling bolts 120B. The lower assembly comprises components similar to those already described in connection with the upper assembly and which are designated in the drawing with the same reference numerals with the addition of a prime. The rolling die 12 of the lower assembly is mounted on a tapered portion d' of the lower shaft 14 by means of a splined sleeve 202' to facilitate removal of the rolling die 12 in the same manner as the rolling die 11.
Der untere Aufbau 119' weist weiterhin ein Zahntriebwerk bzw. eine Zahnwalze 218 auf, die koaxial an dem zylindrischen Abschnitt h' der unteren Welle 14' befestigt ist. Ein Abstandsring 220 trennt die Zahnwalze 218 von dem unteren Stirnrad 190'. Eine Endplatte 192' ist an der unteren Welle 14 angebracht und in einer ringförmigen Nut 224 der Zahnwalze 218 aufgenommen.The lower assembly 119' further includes a pinion gear or toothed roller 218 which is coaxially secured to the cylindrical portion h' of the lower shaft 14'. A spacer ring 220 separates the toothed roller 218 from the lower spur gear 190'. An end plate 192' is attached to the lower shaft 14 and received in an annular groove 224 of the toothed roller 218.
Eine konventionelle Anordnung aus zwei Federn oder Keilen 226, 228 ist vorgesehen, um eine feste Antriebsbeziehung zwischen der Zahnwalze 218 und der unteren Welle 14 zu erhalten. Der Keil bzw. die Feder 226 wirkt als eine solche Antriebsverbindung, während der Keil 228 als Keil wirkt, um das Spiel der Feder 226 zu beseitigen.A conventional arrangement of two springs or keys 226, 228 is provided to obtain a fixed driving relationship between the sprocket 218 and the lower shaft 14. The key or spring 226 acts as such a driving connection while the key 228 acts as a key to eliminate the play of the spring 226.
Zwischen den oberen und unteren Aufbauten 119, 119' sind konventionelle Einstellmechanismen 219 (siehe Figuren 8, 9) für die Einstellung des vertikalen Abstandes zwischen den oberen Blöcken 112, 114 und den unteren Blöcken 116, 118 vorgesehen. Jeder Einstellmechanismus 219 weist eine Gleitplatte 230 auf, die zwischen den jeweiligen oberen und unteren Blocks angeordnet ist, wenn der obere Aufbau 119 auf dem unteren Aufbau 119' angeordnet ist. Die Gleitplatte 230 ist in einer oberen Nut angeordnet, die in der Unterseite des jeweiligen Blockes ausgebildet ist.Between the upper and lower assemblies 119, 119', conventional adjustment mechanisms 219 (see Figures 8, 9) are provided for adjusting the vertical distance between the upper blocks 112, 114 and the lower blocks 116, 118. Each adjustment mechanism 219 has a sliding plate 230 disposed between the respective upper and lower blocks when the upper assembly 119 is disposed on the lower assembly 119'. The sliding plate 230 is disposed in an upper groove formed in the bottom of the respective block.
Zwei Einstellkeile 234, die zu jeder Gleitplatte 230 gehören, sind teilweise in der oberen Nut und teilweise in der unteren Nut angeordnet, welche in der Oberseite des entsprechenden unteren Blockes ausgebildet ist. Die Einstellkeile 234 sind sandwichartig in radialer Richtung zwischen der zugehörigen Gleitplatte 230 und dem unteren Block aufgenommen. Ein oberer Abschnitt jedes Keiles wird in axialer Richtung eingegrenzt bzw. eingeschlossen zwischen einer radialen Schulter des entsprechenden oberen Blockes und einer radialen Schulter der Gleitplatte.Two adjusting wedges 234 associated with each slide plate 230 are disposed partially in the upper groove and partially in the lower groove formed in the top of the corresponding lower block. The adjusting wedges 234 are sandwiched radially between the corresponding slide plate 230 and the lower block. An upper portion of each wedge is axially confined between a radial shoulder of the corresponding upper block and a radial shoulder of the slide plate.
Ein unterer Abschnitt jedes Einstellkeiles 234 ist in axialer Richtung eingeschlossen zwischen radialen Schultern der unteren Nut. Es versteht sich, daß jeder Satz von Komponenten, der aus einer Gleitplatte 230 und den beiden zugehörigen Einstellkeilen 234 besteht, für die axiale Positionierung der oberen und unteren Aufbauten 119, 119' relativ zueinander dient, so daß die Nuten G, G' der oberen und unteren Walzgesenke 11, 12 in passender Weise voneinander beabstandet sind.A lower portion of each adjusting wedge 234 is axially enclosed between radial shoulders of the lower groove. It will be understood that each set of components consisting of a slide plate 230 and the two associated adjusting wedges 234 serves to axially position the upper and lower assemblies 119, 119' relative to each other so that the grooves G, G' of the upper and lower rolling dies 11, 12 are appropriately spaced from each other.
Die Einstellung jedes Paares von Keilen kann unabhängig von dem anderen Paar mit Hilfe zweier Scheiben bzw. Skalen 242 vorgenommen werden. Jede Scheibe 242 ist an einem äußeren Ende einer Einstellschraube 244 befestigt, wobei ein inneres Ende dieser Schraube mit einem Keilbügel bzw. Haken 246 verbunden ist. Der Keilhaken 246 ist mit dem anderen Einstellkeil 234 mit Hilfe eines Zapfens 248 verbunden. Beim Drehen der Skalenscheibe 242 dreht sich also die Schraube 244 relativ zu dem Bügel oder Haken 246 und bewirkt, daß die beiden Einstellkeile 234 gleichzeitig linear verschoben werden.The adjustment of each pair of wedges can be carried out independently of the other pair by means of two discs or scales 242. Each disc 242 is attached to an outer end of an adjusting screw 244, an inner end of this screw being connected to a wedge bracket or hook 246. The wedge hook 246 is connected to the other adjusting wedge 234 by means of a pin 248. When the scale disk 242 is rotated, the screw 244 thus rotates relative to the bracket or hook 246 and causes the two adjusting wedges 234 to be linearly displaced simultaneously.
Kopfschrauben 250 sind an verschiedenen Stellen 252 auf den unteren Blöcken 116, 118 vorgesehen, um das Walzgerüst 9 mit dem Schlitten 9A zu verbinden, wie man in Figur 6 erkennen kann. Beilagen bzw. Unterlegschreiben 253 können zwischen den unteren Blöcken und dem Schlitten angeordnet sein, um das Walzgerüst in geeigneter Weise von dem Schlitten zu beabstanden. Die Anordnung ist derart, daß dann, wenn die Kopfschrauben 250 entfernt worden sind, das Walzgerüst 9 in horizontaler Richtung von dem Schlitten weggeschoben werden kann in einer Richtung quer zu der Hin- und Herbewegungsrichtung des Schlittens. Das heißt, das Walzgerüst wird in einer Richtung senkrecht zur Papierebene in den Figuren 6 und 7 (d.h. weg von dem Betrachter in Figur 6 und in Richtung auf den Betrachter in Figur 7) verschoben. In vorteilhafter Weise kann ein beweglicher Wagen (nicht dargestellt) an die Längsseite des Walzgerüstes 9 gebracht werden und so orientiert werden, daß ein Walzgerüst auf die Oberfläche des Wagens geschoben werden kann für den Abtransport. Es ist also nicht notwendig, das Walzgerüst in der Anlage bzw. in dem Walzwerk vollständig zu demontieren. Stattdessen kann das Walzgerüst leicht entfernt und an einen getrennten Arbeitsplatz für die Demontage gebracht werden. In der Zwischenzeit kann ein schon zusammengebautes Ersatzwalzgerüst auf den Schlitten aufgeschoben und an diesem befestigt werden. Dem entsprechend wird die jeweilige Stillstandszeit des Werkes minimal gehalten.Cap screws 250 are provided at various locations 252 on the lower blocks 116, 118 to connect the mill stand 9 to the carriage 9A as can be seen in Figure 6. Shims 253 may be arranged between the lower blocks and the carriage to suitably space the mill stand from the carriage. The arrangement is such that when the cap screws 250 have been removed, the mill stand 9 can be slid horizontally away from the carriage in a direction transverse to the direction of reciprocation of the carriage. That is, the mill stand is slid in a direction perpendicular to the plane of the paper in Figures 6 and 7 (i.e. away from the viewer in Figure 6 and towards the viewer in Figure 7). Advantageously, a movable carriage (not shown) can be brought to the long side of the rolling stand 9 and oriented so that a rolling stand can be pushed onto the surface of the carriage for removal. It is therefore not necessary to completely dismantle the rolling stand in the plant or in the rolling mill. Instead, the rolling stand can be easily removed and taken to a separate work station for dismantling. In the meantime, an already assembled replacement rolling stand can be pushed onto the carriage and fastened to it. Accordingly, the respective downtime of the plant is kept to a minimum.
Wenn der Kurbelarmaufbau betätigt wird, werden der Schlitten, der Sattel und das Walzgerüst linear hin- und herbewegt. Oberhalb des Ritzels bzw. der Zahnwalze 218 befindet sich ein stationäres, gezahntes Gerüst bzw. Gesteil 260 (Figuren 8, 11), welches an einem Gehäuse bzw. einer Umhüllung (nicht dargestellt) befestigt werden kann, in welchem das Walzgerüst sich hin- und herbewegt. Die Zahnwalze 218 kämmt mit dem Gestell bzw. der Zahnstange 260, so daß die Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes eine Drehung der Zahnwalze hervorruft. Die Zahnwalze dreht damit die untere Welle 14' das untere Stirnrad 190' und das untere Walzgesenk 12. Das untere Stirnrad 190' dreht das obere Stirnrad 190, welches seinerseits die obere Welle 13 und das obere Walzgesenk 11 dreht.When the crank arm assembly is operated, the carriage, saddle and rolling stand are moved linearly back and forth. Above the pinion or toothed roller 218 is a stationary toothed rack or rack 260 (Figures 8, 11) which can be attached to a housing or enclosure (not shown) in which the rolling stand moves back and forth. The toothed roller 218 meshes with the rack or rack 260 so that the back and forth movement of the rolling stand causes the toothed roller to rotate. The toothed roller thus rotates the lower shaft 14', the lower spur gear 190' and the lower rolling die 12. The lower spur gear 190' rotates the upper spur gear 190, which in turn rotates the upper shaft 13 and the upper rolling die 11.
Da das untere Stirnrad 190' auf derselben Seite des Walzgerüstes angeordnet ist wie die Zahnwalze 218, wird die Drehkraft (Drehmoment) von der Zahnwalze auf das untere Stirnrad durch ein relativ kurzes Stück der unteren Welle 14 übertragen. Dementsprechend muß die untere Welle nicht so stark bzw. massiv ausgeführt werden, wie Wellen, die Drehmomente über größere Abstände übertragen müssen (z.B. in Fällen, in welchen die Stirnräder auf der der Zahnwalze gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes angeordnet sind). Die untere Welle 14 kann daher z.B. vom Gewicht her leichter sein. Dementsprechend wird das Gesamtgewicht des Walzgerüstes vermindert, so daß weniger Energie erforderlich ist, um das Walzgerüst hin- und herzubewegen. Es treten auch weniger Verschleiß und Risse der Bauteile des Kurbelarmaufbaues 7 auf, da weniger Aufwand erforderlich ist, um die Richtung des hin- und herbewegten Walzgerüstes umzukehren.Since the lower spur gear 190' is arranged on the same side of the rolling stand as the toothed roller 218, the rotational force (torque) is transmitted from the toothed roller to the lower spur gear through a relatively short section of the lower shaft 14. Accordingly, the lower shaft does not have to be as strong or massive as shafts that have to transmit torque over larger distances (eg in cases where the spur gears are on the side of the toothed roller The lower shaft 14 can therefore be lighter in weight, for example. Accordingly, the overall weight of the rolling stand is reduced, so that less energy is required to move the rolling stand back and forth. There is also less wear and tear on the components of the crank arm structure 7, since less effort is required to reverse the direction of the reciprocating rolling stand.
Wenn das Walzgerüst von dem Schlitten abgenommen wird, gleitet die Zahnwalze 218 außer Eingriff mit der Zahnstange. Um ein solches Außereingrifftreten zu erleichtern, ist eine Einrichtung zum Anheben des Gestells bzw. der Zahnstange vorgesehen. Wie man in Figur 11 erkennen kann, ist ein Gehäuse 300 vorgesehen, an welchem gegenüberliegende Enden der Zahnstange 260 anschließen. Figur 11 zeigt die Verbindung an nur einem Ende. Ein Bolzen 302 erstreckt sich durch die Zahnstange und ist in dem Gehäuse verschraubt. Eine Scheibe 304 und eine Beilage 306 sind zwischen der Zahnstange und dem Gehäuse angeordnet. Eine Schraubendruckfeder 306 ist zwischen dem Gehäuse und der Zahnstange angeordnet und wird zusammengepreßt, wenn der Bolzen 302 festgezogen wird. Wenn der Bolzen also gelöst wird, verschiebt die Feder die Zahnstange automatisch in vertikaler Richtung. Eine ähnliche Federanordnung kann am gegenüberliegenden Ende der Zahnstange vorgesehen werden.When the rolling stand is removed from the carriage, the rack 218 slides out of engagement with the rack. To facilitate such disengagement, a means is provided for lifting the stand or rack. As can be seen in Figure 11, a housing 300 is provided to which opposite ends of the rack 260 are connected. Figure 11 shows the connection at one end only. A bolt 302 extends through the rack and is bolted into the housing. A washer 304 and a washer 306 are arranged between the rack and the housing. A helical compression spring 306 is arranged between the housing and the rack and is compressed when the bolt 302 is tightened. Thus, when the bolt is loosened, the spring automatically shifts the rack in a vertical direction. A similar spring arrangement can be provided at the opposite end of the rack.
Weiterhin ist auch ein Keil 308 vorgesehen, der mit Hilfe eines Bolzens 310 an dem Gehäuse angebracht ist und so angeordnet ist, daß er keilartig an einer geneigten Fläche 312 der Zahnstange anliegt, um diese gegen ein zufälliges sich Lockern zu sichern. Eine Schraubendruckfeder 314 ist vorgesehen, um den Keil 308 nach oben vorzuspannen.Furthermore, a wedge 308 is also provided, which is attached to the housing by means of a bolt 310 and is arranged such that it rests like a wedge on an inclined surface 312 of the rack in order to secure it against accidental loosening. A helical compression spring 314 is provided in order to preload the wedge 308 upwards.
Um die Walzgesenke 11, 12 zu ersetzen, ist es lediglich notwendig, die rechten oberen und unteren Lagerblöcke 112, 116 von den Wellen zu entfernen, nachdem die Endplatten 166, 166' abgenommen wurden. In vorteilhafter Weise ist es nicht erforderlich die Stirnräder 190, 190' abzunehmen, da sie auf der anderen Seite des Walzgerüstes gemeinsam mit der Zahnwalze 218 angeordnet sind. Die Abnahme der Walzgesenke von den Wellen wird dadurch erleichtert, daß die Walzgesenke auf konischen Abschnitten der Wellen 13, 14 mit Hilfe von Keilhülsen 202, 202' montiert sind. Der Austausch der Walzgesenke kann daher relativ schnell und leicht bewerkstelligt werden, da es nicht erforderlich ist, das Walzgerüst auseinanderzubauen und die Wellen zu entfernen.To replace the rolling dies 11, 12, it is only necessary to remove the right upper and lower bearing blocks 112, 116 from the shafts after the end plates 166, 166' have been removed. Advantageously, it is not necessary to remove the spur gears 190, 190', since they are arranged on the other side of the rolling stand together with the toothed roller 218. The removal of the rolling dies from the shafts is facilitated by the fact that the rolling dies are mounted on conical sections of the shafts 13, 14 by means of splined sleeves 202, 202'. The replacement of the rolling dies can therefore be accomplished relatively quickly and easily, since it is not necessary to dismantle the rolling stand and remove the shafts.
Neu installierte Walzgesenke, welche Werkstücke mit anderen Maßen bearbeiten sollen, müssen in vertikaler Richtung relativ zueinander eingestellt werden. Dies wird in manueller Weise durch eine Bedienperson vorgenommen, die in dem Walzenspaltbereich wiederholte Messungen vornehmen muß. Diese Arbeit wird durch die vorliegende Erfindung dadurch bequemer gemacht, daß die Stirnräder 190, 190' auf der linken Seite des Walzgerüstes zusammen mit der Zahnwalze 218 angeordnet sind. Dem entsprechend muß die Bedienperson, die ihre Messungen von der rechten Seite des Walzgerüstes aus ausführt, nicht um die Stirnräder herumlangen, was tendenziell dazu führt, die Bewegung bzw. Bewegungsfreiheit der Bedienperson zu stören bzw. einzuengen und ein mögliches Sicherheitsrisiko im Falle eines zufälligen, vorzeitigen Anlaufs des Kurbelarmaufbaues 7 darstellen würde.Newly installed rolling dies which are to machine workpieces of different dimensions must be adjusted in the vertical direction relative to each other. This is done manually by an operator who must make repeated measurements in the roll gap area. This work is made more convenient by the present invention in that the spur gears 190, 190' are arranged on the left side of the rolling stand together with the toothed roller 218. Accordingly, the operator who takes his measurements from the right-hand side of the rolling stand, do not extend around the spur gears, which would tend to disturb or restrict the movement or freedom of movement of the operator and would represent a possible safety risk in the event of an accidental, premature start-up of the crank arm structure 7.
Es versteht sich, daß ein Walzgerüst/Schlittenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung die Stillstandszeit der Anlage beim Austauschen von Walzgesenken reduziert, da das Walzgerüst in der Anlage leicht von dem Schlitten heruntergeschoben werden kann und ein Austauschwalzgerüst in umgekehrter Weise installiert werden kann. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, die Walzgesenke auszutauschen, während das Walzgerüst in der Anlage verbleibt. Der horizontale Gleitvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert keinen Laufkran oder dergleichen, was erforderlich wäre, um das Walzgerüst von dem Schlitten anzuheben. Auch das Walzgerüst (selbst) erleichtert in hohem Maße den Austausch der Walzgesenke. Da die angetriebenen Stirnräder auf derselben Seite des Walzgerüstes angeordnet sind wie die Antriebszahnwalze, können die Walzgesenke von dem Walzgerüst abgenommen werden, ohne daß es erforderlich ist, die angetriebenen Stirnräder zu entfernen. Weiterhin können die Walzgesenke viel leichter entfernt werden, da sie auf konischen Umfangsabschnitten der Wellen mit Hilfe von konischen Hülsen montiert sind, anstatt durch eine Warmaufschrumpfverbindung. Aus den obigen Gründen kann der Austausch der Walzgesenke sehr schnell und bequem bewirkt werden und damit kann die Stillstandszeit der Anlage reduziert werden.It will be appreciated that a mill stand/slide assembly according to the present invention reduces downtime of the plant when changing rolling dies, since the mill stand can be easily slid off the slide in the plant and a replacement mill stand can be installed in reverse. Accordingly, it is not necessary to replace the rolling dies while the mill stand remains in the plant. The horizontal sliding operation according to the present invention does not require an overhead crane or the like, which would be required to lift the mill stand from the slide. Also, the mill stand (itself) greatly facilitates the replacement of the rolling dies. Since the driven spur gears are located on the same side of the mill stand as the drive sprocket, the rolling dies can be removed from the mill stand without the need to remove the driven spur gears. Furthermore, the rolling dies can be removed much more easily since they are mounted on tapered peripheral sections of the shafts by means of tapered sleeves rather than by a heat shrink connection. For the above reasons, the replacement of the rolling dies can be carried out very quickly and conveniently and thus the downtime of the plant can be reduced.
Ein weiterer Vorteil des Anordnens der Zahnwalze bzw. des Ritzels und der Stirnräder auf derselben Seite des Walzgerüstes liegt darin, daß der axiale Abstand zwischen dem Ritzel bzw. der Zahnwalze und dem koaxialen Stirnrad minimal gemacht wird. Deshalb ist die axiale Länge der unteren Welle, über welche eine Torsionskraft übertragen werden muß, kürzer als in dem Fall, in welchem die Stirnräder und die Ritzel bzw. Zahnwalzen auf gegenüberliegenden Seiten des Walzgerüstes angeordnet sind. Dies bedeutet, daß eine untere Welle mit kleinerem Durchmesser (und leichtem Gewicht) verwendet werden kann. Das Gesamtgewicht des Walzgerüstes wird damit reduziert, so daß damit auch die erforderliche Energiemenge für das Hin- und Herbewegen des Walzgerüstes minimiert wird.Another advantage of arranging the pinion and spur gears on the same side of the mill stand is that the axial distance between the pinion and the coaxial spur gear is minimized. Therefore, the axial length of the lower shaft, over which a torsional force must be transmitted, is shorter than in the case where the spur gears and pinions are arranged on opposite sides of the mill stand. This means that a lower shaft with a smaller diameter (and light weight) can be used. The overall weight of the mill stand is thus reduced, so that the amount of energy required to move the mill stand back and forth is also minimized.
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